高性能水基钻井液在洪69井的应用.pdf

第 2 8卷 第 2期 2 0 1 1年3月 钻井液与完井液 DRI LLI NG FLUI D COM P LETI ON FLUI D V0 1 ． 2 8 No． 2 M a r ．2 0l l 文章编号 1 0 0 1 ． 5 6 2 0 2 0 1 1 0 2 0 0 8 7 0 2 高性能水基钻井液在洪 6 9井的应用 刘焕玉 t ， 梁传北 ， 钟德华 ， 李惠珍 2 王建华 3 ， 孙金声 1 ． 渤海钻探第二钻井工程分公司，河北廊坊 ； 2 ． 渤海石油职业学院，河北任丘 ； 3 ． 中国石油集团钻井工程技术研究院，北京 摘要为了解决洪浩尔舒特凹陷达林西构造钻井过程中存在的机械钻速慢、井壁失稳和储层损害等问题，研 发出了一套含有胺基聚合物的低 固相高性能水基钻井液，它具有良好的抑制性和封堵性，能在岩心端面形成良好 的封堵层，渗透率恢复值大于8 5 ％。洪 6 9井在使用该体系钻井的过程中，起下钻畅通，未发现井壁掉块现象，井 径扩大率小于 5 ％，电测一次成功，与邻井洪2 1 井相比，洪 6 9井的钻井液密度降低了0 ． 1 g ／ c m ，机械钻速提高了 1 ． 6倍 ，钻井周期减少 了 1 8 ．4 d ，井径扩大率 降低 了 5 8 ． 1 4 ％。 关键词 井眼稳定 ；高性能水基钻 井液 ； 抑制性钻井液 ； 防止地层损害 ； 洪 6 9井 中图分类号 T E 2 5 4 ． 3 文献标识码 A 洪 6 9探井位 于洪 浩尔舒特 凹陷西部 中、西 2 个生油洼槽之 间的达林西构造 ，主要是为 了预探达 林西背斜洪 2 1 东阿尔善组 构造 圈闭含油气情况 。 该井 的腾格尔组和阿尔善组地层均以泥岩和砂砾岩 为主。邻井洪 2 0和洪 2 1 井在钻井过程中存在以下 问题 ①采用淡水聚合物钻井液 ，地层 自然造浆严 重 ； ②井径扩大率偏大 ，洪 2 0井平 均井径扩大率 为 1 3 ． 9 4 ％，最大为 7 7 ． 8 6 ％，存在井壁掉 块现象 ； ③为稳定井壁 ， 使用的钻井液密度偏高， 最高达 1 ． 2 5 g ／ c m。 ，不利于储层保护和提高机械钻速 ，洪 2 0井 试油情况表 明，其表皮系数为 1 ． 5 3 ，储层受到了污 染。针对邻井存在的问题 ，优选 出一套高性能水基 钻井液 ，满足了钻井和储层保护的需要 _ l J 。 1 井眼失稳机理 洪 2 0和洪 2 1 井井径数据表明， 在洪 2 O井的井 深 1 2 4 0 m和洪 2 1 井 的井深 8 6 0 1 T I 、1 5 5 0 m处 出 现井径扩大率较大的现象。从表 1 可知，这几处地 层 中黏土矿物含量较大 ，且以伊蒙混层 、伊利石和 绿泥石为主，其 中伊利石绝对含量较高 ，平均达到 2 4 ． 8 ％， 属于中硬性泥页岩 ， 井壁有发生剥落的趋势。 表 1 洪 2 0和洪 2 1 井地层黏 土矿物分析 2 钻 井液配方的确定及 性能评价 2 ． 1 钻井液 配方的确 定 选用 KC 1 和胺基聚合物 S I A T作为体系 的抑制 剂 ，K P AM 作 为包 被剂 ，P AC L V作 为 降滤失 剂 ， MC V I S为流型调节剂 ，成膜剂 C MJ 一 2和超低渗透 剂 J YW_ 1为储层保 护剂 ，采用 Na C 1 加重，通过对 各种处理剂的加量优选 ，得到低 固相高性能水基钻 井 液配方如下，其性能见表 2 。从表 2可知 ，优选 出的低 固相高性能水基钻井液流变性较好 ，AP I 和 高温高压滤失量较小 ， 满足钻井和储层保护的需要。 0 ． 2 ％Na 2 CO3 3． 0 ％ KCI 0． 5 ％ KP AM 1 ％ P AC LV 0． 3 ％ M C VI S1 ％ SI AT2 ％ CM J 一 2 1 ％ J YW 一 1 3 ％ 细钙 Na C I 加重至密度为 1 ． 2 g ／ c m 第一作者简介 刘焕 玉 ，1 9 6 0年生 ，现 为渤 海钻 探钻井二公 司副总工程 师，长 期从事钻井现场技 术管理工作。地址 河北省廊坊市万庄石油基地钻井公司机关 ； 邮政编码0 6 5 0 0 7 ； 电话 0 3 1 7 2 5 5 1 4 8 2； E - m a i l l i u h u a n y u 1 9 9 9 s i n a ． t o m。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 8 8 钻 井 液 与 完 并 液 2 0 1 1 年 3月 表 2 低固相高性能水基钻井液基本性能 注 热滚条件为 1 0 0℃ X 1 6 h 。 2 ． 2 钻井液性能评价 2 ． 2 ． 1 抑制性 在 1 0 0℃下 ， 岩屑 取 自洪 2 0井井深 9 5 7 I n处 在清 水、KC 1 聚合 物 钻井 液、KC 1 聚合 物钻 井 液 I ％S I A T、低固相高性能水基钻井液 中热滚 1 6 h后 的 回收率 分别 为 4 6 ． 4 ％、8 7 ． 6 ％、9 5 ． 7 ％ 和 9 7 ． 0 ％， 高性能钻井液表现出良好 的抑制黏土水化分散的能 力。在常温常压下 ，测得岩心在低固相高性能水基 钻井液 中的 1 6h膨胀率小于 2 ％，如图 1 所示。 1 6 l 4 1 2 斛l 0 当8 6 4 2 0 O 1 O l 5 2 O t ／ h 图 1 岩心在不同钻井液中的膨胀率 常温常压 2 ． 2 ． 2 渗透率恢复值 如表 3 所示，高性能钻井液 1 2 5 m i n 动滤失量 为零 ，将 动滤失时问增加 到 2 4 0 rai n ，动滤失量仍 然为零 ，表明该钻井液 的封堵性能好。这是因为 C MJ 一 2在井壁上形成高膜效率半透膜 ，然后 J Y w． 1 吸附在其表面，在井壁上形成韧性强 、耐冲刷 、完 全不透水的 “ 隔离膜”[ 2 - 4 ] o从表 3还可知，天然岩 心的渗透率恢复值达 8 8 ． 8 9 ％，经酸化破胶后渗透 率恢复值大于 1 0 0 ％，表现出良好的储层保护效果 。 表 3 1 9 }【 岩心的渗透率恢复值实验 注 ’ 为破胶后的渗透率。 3 现 场应 用 洪 6 9井一开 0 ～ 1 5 0 m 使用膨润土钻井液 黏 度为 3 5 ～4 O S 。二开使用 K C I 聚合物钻井液，钻 进腾格尔组地层后逐步加入胺基抑制剂 S I A T ，将井 浆转化成高性能水基钻井液 ，进入阿尔善组地层后 逐步加入超细碳酸钙、C MJ 一 2和 T Y、 Ⅳ - l ，采用 N a C 1 调节钻井液密度。完钻前钻井液密度为 1 ． 1 5 g ／ c m ， 漏斗黏度为 6 0 S ，塑性黏度为 2 4mP a S ，动切力为 1 1 ． 5 P a ， 钆、 读数分别为 7 、6 ，滤失量为 4 ． 8 mL， 静切力为 3 ／ 9 P a ／ P a ， p H值为 8 。可以看出， 该钻井 液流变性较好 、滤失量较小 ，特别是初切和终切差 值较大，触变性好 ，很大程度地满足了携岩需要。 由于钻至井深 1 8 5 0 IT I 仍未发现油气显示 ，取 心后提前完钻。在钻井过程 中取心 3次 ，纠斜下单 弯一次 ，起下钻畅通，未发现井壁掉块现象，电测 一 次成功。洪 6 9 井与邻井 的比较情况见表 4 。由表 4可知，与洪 2 l 井相比，洪 6 9 井的钻井液密度降 低了 0 ． 1 e C c m ，机械钻速增加了 1 ． 6 倍 ，钻井周期 减少了 1 8 ． 4 d ，井径扩大率降低了 5 8 ． 1 4 ％。 表 4 低 固相高性能水基钻井液在 洪 6 9井的应用效果 4结论 与建议 1 ． 高性能水基钻井液具有很强的抑制性和封堵 性，在稳定井壁的同时大幅度降低了钻井液的使用 密度。 2 ． 与邻井相比， 洪 6 9 井的钻井周期大幅度减少 ， 机械钻速成倍增加 ，井径扩大率大幅度降低。 参 考 文 献 【 1 ] 王建华，鄢捷年 ，丁彤伟 ． 高性能水基钻井液研究进展 [ J 】 ． 钻井液与完井液，2 0 0 7 ，2 4 1 7 1 7 5 ． [ 2 ] 孙金声，唐继平，张斌，等 ． 超低渗透钻井液完井液技 术研究 Ⅲ． 钻井液与完井液，2 0 0 5 ，2 2 1 1 - 4 ． 【 3 】 孙金声，汪世国，刘有成，等 ． 隔离膜水基钻井液技术 研究与应用 [ J ] ． 钻井液与完井液 ，2 0 0 5 ，2 2 3 5 8 ． 【 4 】 张洁，孙金声 ，徐红军，等 ． 隔离膜处理剂 C MJ 性能 研究 [ J 】 _ 钻井液 与完井液 ，2 0 0 9 ，2 6 2 1 6 1 8 ． 收稿 日2 0 1 0 1 1 - 2 5 ；I NDD l l 0 1 W4 ；编辑汪桂娟 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m